JPH0218947A - Holder and compensation system of non-repeated error - Google Patents

Holder and compensation system of non-repeated error

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JPH0218947A
JPH0218947A JP1103260A JP10326089A JPH0218947A JP H0218947 A JPH0218947 A JP H0218947A JP 1103260 A JP1103260 A JP 1103260A JP 10326089 A JP10326089 A JP 10326089A JP H0218947 A JPH0218947 A JP H0218947A
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sensor
holding device
probe
movable
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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    • G01B7/087Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness using capacitive means for measuring of objects while moving

Abstract

PURPOSE: To improve the accuracy of measurement data by compensating for the error caused by a measurement data holder. CONSTITUTION: A movable holder 12 being fixed to a sample 14 detachably therefrom is fixed with a reference 28 for movement. A first sensor 16 generates a measurement signal when the sample is shifted by the movable holder and a second sensor 26 generates an error signal when the reference 28 is shifted by the movable holder. More specifically, for each point of the sample at which the first sensor 16 generates a measurement, the second sensor 26 generates an error signal from a corresponding point of the reference. The measurement signal is combined with the error signal and the error of the measurement signal is compensated thus producing a highly accurate output signal. According to the arrangement, mechanical errors of the holder can be compensated for effectively and the measurement accuracy of an object is enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は計測、テストの分野に関係するものであり、
特にそこからデータを得る測定対象物を動かす装置によ
り機械的に測定データに混入する誤差を補償するための
システムに関する。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> This invention relates to the field of measurement and testing,
In particular, the present invention relates to a system for compensating for errors mechanically introduced into measurement data by a device that moves a measurement object from which data is obtained.

〈従来の技術〉 半導体ウェファのフラットネスやバラ(b o w)、
ワープ(warp)或は他の特性は該ウェファを使用可
能にするために厳密に所定の基準内になければならない
1個々のウェファは該基準に一致しているか或はどの程
度一致しているか決定するために測定される。しかし、
該測定に際してウェファを保持する保持具の機械的誤差
により測定誤差が生じ、これによりウェファ測定の精度
に限界があるのが現状である。
<Conventional technology> Flatness and looseness (bow) of semiconductor wafers,
The warp or other characteristic must be strictly within predetermined criteria for the wafer to be usable.1 Determining whether, and to what extent, an individual wafer conforms to the criteria. to be measured. but,
At present, measurement errors occur due to mechanical errors in the holder that holds the wafer during the measurement, and as a result, there is a limit to the accuracy of wafer measurement.

そのため実質的に誤差が生じないような高精度に製造さ
れたウェファテスト装置を使用する方法が考えられる。
Therefore, a method can be considered that uses a wafer test device manufactured with high precision so that virtually no errors occur.

しかしこのような高精度装置は処理効率にしばしば限界
があり、また装置の据え付けや維持に伴う費用が高くな
る等の欠点がある。
However, such high precision devices often have limitations in processing efficiency and disadvantages such as high costs associated with installing and maintaining the devices.

−力測定データを電子的に処理して、測定データの装置
に起因する誤差を該誤差が反復される限り補償する方法
がある。米国特許出願節802゜049号は装置に起因
する誤差を測定データと分離し、該装置の誤差を補償す
る装置及び方法に関するものである。そのバラ/ワーブ
ステーションの実施例においては、x、θ、2方向可動
な装置は測定サイクルから測定サイクルに繰り返される
そのXとθ位置に起因する誤差を決定するように較正さ
れる。−度装置が較正されると測定データは補償され、
装置の機械的な本質に伴う反復するx、θ誤差により制
限されない精度を呈する。
- There is a method of electronically processing the force measurement data to compensate for device-induced errors in the measurement data as long as the errors are repeated. US patent application Ser. In the rose/work station embodiment, the x, θ, bidirectional movable device is calibrated to determine the error due to its X and θ position repeated from measurement cycle to measurement cycle. - once the instrument is calibrated, the measurement data is compensated;
It exhibits accuracy that is not limited by repetitive x, theta errors associated with the mechanical nature of the device.

〈発明の概要〉 この発明は装置に伴う非反復誤差を測定データから分離
し、測定データの該装置に起因する非反復誤差を補償し
、これにより測定データの精度を向上させる測定システ
ムを目指すものである。測定されるべき標本を受ける本
発明に係る装置は標本が離脱可能に装着される可動な保
持装置を有する。該可動保持装置には動きのためのりフ
ァランスが装着される。第1のセンサは可動保持装置に
より標本が動いたときに測定信号を発生する。そして第
2のセンサは可動保持装置によりリファレンスが動いた
ときに誤差信号を発生する。このように、第1のセンサ
が測定信号を出力する標本の各ポイントについて第2の
センサはリファレンスの対応するポイントからの誤差信
号を出力する。
<Summary of the Invention> The present invention aims to provide a measurement system that separates non-repeatable errors caused by a device from measurement data, compensates for non-repeatable errors caused by the device in measurement data, and thereby improves the accuracy of measurement data. It is. The device according to the invention for receiving the specimen to be measured has a movable holding device on which the specimen is removably mounted. The movable holding device is fitted with a support for movement. The first sensor generates a measurement signal when the specimen is moved by the movable holding device. A second sensor then generates an error signal when the reference is moved by the movable holding device. Thus, for each point on the specimen at which the first sensor outputs a measurement signal, the second sensor outputs an error signal from the corresponding point on the reference.

該測定信号と誤差信号は結合されて、測定信号の非反復
誤差が補償され、高精度の出力信号が得られる。好まし
い実施例においては、該出力信号はデジタル化され、非
反復誤差が補償され、そして求められる1又は1以上の
対象物の特性が非常に高精度で出力される0反復誤差の
除去に関するシステムと結合された場合、完全な誤差の
補償が実現される。
The measurement signal and the error signal are combined to compensate for non-repetitive errors in the measurement signal and provide a highly accurate output signal. In a preferred embodiment, the output signal is digitized, non-repeat error is compensated for, and the desired object property or properties are output with very high accuracy. When combined, complete error compensation is achieved.

これらの本発明の目的、概要、利点は下記する例示的、
非限定的な好適な実施例の説明及び図面により明らかに
なる。
The purpose, summary, and advantages of the present invention are as follows:
This becomes clear from the description and drawings of non-limiting preferred embodiments.

〈実施例〉 本発明は次のような応用において有効である。<Example> The present invention is effective in the following applications.

即ち測定されるべき標本が離脱可能に保持装置に保持さ
れ、該保持装置がセンサと協同して該標本とセンサとを
相対的に動かしてセンサからの出力信号の形で標本の測
定結果を得て、この結果から1以上の標本の特性を決定
し、しかも該結果には保持装置の機械的な位置の不完全
さによる誤差があり、この誤差がセンサの出力を汚し、
これにより所望の特性の決定の精度に限界があるような
分野において有効である6本発明は特に保持装置が標本
をセンサヘッドに対して動かすように可動であり、かつ
保持装置と標本をその本来の位置から移動する瞬間的な
自然的な偏差を受け、これによリセンサエレメントによ
る測定データへ誤差が導入されるような状況で有用であ
る。したがって、本発明は装置の理想的な位置を代表す
るリファレンスを提供する手段と、該リファレンスの位
置からの装置の偏差を測定する手段と、測定データにつ
いて該理想位置からの偏差を補償する手段とを意図する
ものである。好適な実施例において、本発明はx、θ、
Z方向可動な真空チャックと標本とプローブの近接を測
定する協同容量型センサエレメントに関連して開示され
る。当業者において明らかなように測定データからはウ
ェファのフラットネス、バラ/ワープ等の特性が得られ
る、z11定データにおいて装置に関係する誤差を補償
する本発明はそのような特性を非常に高精度で提供する
ことを可能にする。他の応用、構成もまた本発明の意図
する範囲であり、単に例示的な好適な実施例に限定され
ない。
That is, a specimen to be measured is removably held in a holding device, which in cooperation with a sensor moves the specimen and the sensor relative to each other to obtain a measurement result of the specimen in the form of an output signal from the sensor. determine one or more properties of the specimen from the results, and the results are subject to errors due to imperfections in the mechanical position of the holding device, which errors contaminate the output of the sensor;
This makes the invention particularly useful in fields where there is a limit to the accuracy of determining desired properties. This is useful in situations where the sensor element is subject to momentary natural deviations in movement from its position, which introduce errors into the data measured by the sensor element. The invention therefore provides means for providing a reference representative of the ideal position of the device, means for measuring deviations of the device from the reference position, and means for compensating for measured data for deviations from the ideal position. It is intended that In a preferred embodiment, the present invention provides x, θ,
The disclosure relates to a vacuum chuck movable in the Z direction and a cooperative capacitive sensor element for measuring the proximity of a specimen to a probe. As will be appreciated by those skilled in the art, the measured data yields characteristics such as wafer flatness, unevenness/warp, etc., and the present invention, which compensates for equipment-related errors in the z11 constant data, provides such characteristics with very high precision. make it possible to provide. Other applications and configurations are also contemplated by the invention, which is not limited to merely illustrative and preferred embodiments.

第1図は本発明の装置と非反復誤差補償システムの好適
な実施例のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a preferred embodiment of the apparatus and non-repetitive error compensation system of the present invention.

システム10はウェファ14(又は他の標本)を離脱可
能に保持する真空チャック12を有し、また真空チャッ
ク12の近傍に位置するセンサ16を有している。セン
サ16はセンサ16に近接されるウェファ14の予め決
められた表面領域との距離を測定するように動作する。
System 10 includes a vacuum chuck 12 for releasably holding a wafer 14 (or other specimen), and also includes a sensor 16 located proximate to vacuum chuck 12. Sensor 16 is operative to measure the distance to a predetermined surface area of wafer 14 that is brought into close proximity to sensor 16 .

ウェファ14はセンサ16に位置されたポイントの測定
により決定されるフラットネスやバラ/ワーププロフィ
ール等の特性を有している。センサ16は好ましくはI
t A”で示される第1プローブ18と、少し離れた”
B“で示される第2プローブ20を有する。これらのプ
ローブは一対の測定ヘッド22を構成する。第1プロー
ブ18.第2プローブ20は容量型センサであるのが望
ましい、第1プローブ18は支持体24に固定されてお
り、第2プローブ20も同様に支持体24に固定されて
いる。
The wafer 14 has characteristics such as flatness and loose/warp profile determined by measurements of points located on the sensor 16. Sensor 16 is preferably I
tA" and the first probe 18 indicated by "A".
B", these probes constitute a pair of measurement heads 22. The first probe 18. The second probe 20 is preferably a capacitive sensor, the first probe 18 is a support. The second probe 20 is similarly fixed to the support body 24 .

第1プローブ18、第2プローブ20は互いに相対的に
可動としても良く、これにより測定ヘッド22のサイズ
が調整できる。
The first probe 18 and the second probe 20 may be movable relative to each other, so that the size of the measurement head 22 can be adjusted.

リファレンスプローブ26は第1プローブ18、第2プ
ローブ20が装着される支持体24に装着されている。
The reference probe 26 is attached to a support 24 on which the first probe 18 and the second probe 20 are attached.

このように、全てのプローブが互いに固定されている。In this way, all probes are fixed to each other.

このようにプローブを装着するどの様な手段も適用可能
である。
Any means of mounting the probe in this manner is applicable.

プローブとしてはどの様なものも採用可能であるが、非
接地要素の容量型厚み測定と称する米国特許筒3.99
0.005号に開示された容量型測定システムを採用す
るのが望ましい。
Any type of probe can be used, but the U.S. Patent No. 3.99, which describes capacitive thickness measurement of non-grounded elements,
Preferably, the capacitive measurement system disclosed in No. 0.005 is employed.

真空チャック12にはリファレンス28が装着されてお
り、真空チャック12の1以上の自由度の動きに伴って
動くようになっている。好ましい実施例においてはリフ
ァレンス28は金属ディスクであっても良く、真空チャ
ック12にともなってx、θ、2方向に移動するように
装着される。
A reference 28 is attached to the vacuum chuck 12 and is configured to move as the vacuum chuck 12 moves in one or more degrees of freedom. In a preferred embodiment, the reference 28 may be a metal disk and is mounted to move with the vacuum chuck 12 in the x and θ directions.

他の実施例においてはリファレンス28は単にX方向に
動くバーであっても良い。
In other embodiments, reference 28 may simply be a bar moving in the X direction.

リファレンスプローブ26は真空チャック12の理想的
な位置をリファレンス28を介して規定する。そしてリ
ファレンスプローブ26による測定の出力は該理想位置
からの距離を示す。
Reference probe 26 defines the ideal position of vacuum chuck 12 via reference 28 . The output of the measurement by the reference probe 26 indicates the distance from the ideal position.

アナログ信号調整及び合成電子回路30が点線で示すブ
ロックにより示されている。この電子回路30は第1プ
ローブ18、第2プローブ2o、リファレンスプローブ
26の出力に接続している。
Analog signal conditioning and synthesis electronics 30 are illustrated by dashed blocks. This electronic circuit 30 is connected to the outputs of the first probe 18, the second probe 2o, and the reference probe 26.

電子回路30は、第1プローブ18.第2プローブ20
、リファレンスプローブ26からのアナログ信号を測定
すべきウェファの特性に応じて調整し、これらを装置の
非反復的な機械的不完全さを補償するように合成するも
のであれば、どのような構成であっても良い、当業者で
あれば容易にわかるように、第1プローブ18と第2プ
ローブ20の信号の組合せは測定されるウェファの所望
の特性に従うように選択される。例えば加算されればウ
ェファの厚さが得られ、差をとればウェファの中心線ま
での距離が得られる。高精度のバラ/ワーププロフィー
ルを得るために、例えば第1プローブ18、第2プロー
ブ2o、リファレンスプローブ26に夫々接続するリニ
アライザ32.34.36を合成、調整回路が有しても
良い、そして第1プローブ18、第2プローブ20の出
力はその相違をアナログ加算器38において計算される
。アナログ加算器38の出力に対してリファレンスプロ
ーブ26からの出力が合成され、測定データの非反復装
置誤差をリアルタイムで補償し、これにより補償された
出力信号が得られる0図に示すようにウェファ14の下
側のリファレンス28とリファレンスプローブ26の位
置に対して。
The electronic circuit 30 connects the first probe 18. Second probe 20
, any configuration that adjusts the analog signals from the reference probe 26 according to the characteristics of the wafer to be measured and synthesizes them in a manner that compensates for non-repetitive mechanical imperfections in the equipment. The signal combination of the first probe 18 and the second probe 20 may be selected to conform to the desired characteristics of the wafer being measured, as will be readily understood by those skilled in the art. For example, if they are added, the thickness of the wafer is obtained, and if they are subtracted, the distance to the center line of the wafer is obtained. In order to obtain a highly accurate rose/warp profile, the synthesis and adjustment circuit may include, for example, linearizers 32, 34, and 36 connected to the first probe 18, the second probe 2o, and the reference probe 26, respectively. The difference between the outputs of the first probe 18 and the second probe 20 is calculated in an analog adder 38. The output from the reference probe 26 is combined with the output of the analog summer 38 to compensate for non-repetitive device errors in the measured data in real time, thereby providing a compensated output signal on the wafer 14 as shown in FIG. relative to the position of the lower reference 28 and reference probe 26.

アナログ加算器のようなミキシングエレメント40が設
けられ、リファレンスプローブ26の出力を”REF”
で示す基準レベルから引く、この基準レベルは装置の公
称位置を表しており、これからの偏差は真空チャック1
2が理想的な位置仕様から機械的に離れていることを示
している。補償された出力信号はA/Dコンバータ42
に入力される。
A mixing element 40, such as an analog adder, is provided to convert the output of the reference probe 26 to "REF".
Subtracted from the reference level indicated by , this reference level represents the nominal position of the device and the deviation from it is
2 indicates a mechanical deviation from the ideal position specification. The compensated output signal is sent to the A/D converter 42.
is input.

Xθ2アッセンブリ44は真空チャック12を軸中心に
θランフ2回転させ、真空チャック12をX軸に沿って
移動させ、また2軸に沿って移動させるために装着され
ている。Xθ2アッセンブリ44はプロセッサ46から
の複数の制御信号に応答し、真空チャック12を制御操
作してx、θ、2方向に動かし、ウェファ14の予め決
められたポイントを逐次測定ヘッド22に近接させて位
置させる。このポイントは好ましくは例えばバラ/ワー
ブプロフィールのためにウェファ14の全体をカバーす
るように選択される。Xθ2アッセンブリ44としては
どのような構成も採用可能であるが、ウェファアライメ
ントステーションと称する米国特許4.457,664
号に示されたXθ2アッセンブリ44を採用するのが望
ましい、また、Xθ2アッセンブリ44を操作する動作
パターンはどのようなものも採用できるが、ウェファフ
ラットネスステーションと称する米国出願第572.6
95号と機械誤差を測定対象特性がら分離し測定対象特
性の誤差を補償するするための装置と方法及び同様なバ
ラ/ワープステーションと称する米国出願第802,0
49号から例示的な動作シークエンスを得ることができ
る。プロセッサ46は適宜のプロセッサでよく、例えば
装置に備えられA/Dコンバータ42にデータ/アドレ
スバス48を介して接続される。プロセッサ46はデー
タ/アドレスバス48により従来のラッチドライバ50
を経由して接続される。プロセッサ46はRAM52と
PROM54を備えており、これらは通常の方法で結合
されている。中央制御プロセッサ56はデータ/アドレ
スバス48に、コムニケーションリンク望ましくはIE
EE488バス58とIEEE488インターフェース
60を介して接続されるのが好ましい。プロセッサ46
は中央制御プロセッサ56のスレーブプロセッサである
ことが望ましいが、もちろん単独のプロセッサであって
も良い。
The Xθ2 assembly 44 is installed to rotate the vacuum chuck 12 two θ ramps around the axis and to move the vacuum chuck 12 along the X axis and along two axes. The Xθ2 assembly 44 responds to a plurality of control signals from the processor 46 to control the vacuum chuck 12 to move in the x and θ directions to successively bring predetermined points of the wafer 14 closer to the measurement head 22. position. This point is preferably selected to cover the entire wafer 14, for example for a rose/warb profile. Although any configuration can be used for the Xθ2 assembly 44, the
No. 572.6, entitled Wafer Flatness Station, is preferred, and any movement pattern for operating the Xtheta assembly 44 may be employed.
No. 95 and U.S. Pat.
An exemplary operating sequence can be obtained from No. 49. Processor 46 may be any suitable processor, for example included in the device and connected to A/D converter 42 via data/address bus 48. Processor 46 connects conventional latch driver 50 via data/address bus 48.
connected via. Processor 46 includes RAM 52 and PROM 54, which are coupled in conventional manner. Central control processor 56 connects data/address bus 48 to a communication link, preferably IE.
Preferably, it is connected via an EE488 bus 58 and an IEEE488 interface 60. processor 46
is preferably a slave processor of the central control processor 56, but may of course be a separate processor.

次に動作を説明する。Next, the operation will be explained.

Xθ2アッセンブリ44は制御して真空チャック12を
動かし、これにより真空チャック12に保持されたウェ
ファ14が動き、ウェファ14の異なる各点を測定ヘッ
ド22内に位置させて測定を行う、各点において、第1
プローブ18、第2プローブ20は信号を出力する。こ
の信号は各点におけるウェファ14の対向する対応表面
までの距離を示している。リファレンスプローブ26は
同時に稼働して信号を出力する。この信号は上記したウ
ェファ14の各点における対応するリファレンス28の
表面までの距離を示している。もし、真空チャック12
が本来の正しい位置にあれば、リファレンスプローブ2
6からの信号は公称位置信号に一致する。しかし、真空
チャック12が非反復誤差を受けており、2方向におい
て本来の位置にないならば、リファレンスプローブ26
の出力はこれにしたがって変化し、この変化はミキシン
グエレメント40により誤差成分出力信号として提供さ
れる。電子回路30はこの誤差成分信号を測定信号から
信号が出力されるときにリアルタイムで引く、補償され
た信号は次にA/Dコンバータ42によりデジタル化さ
れる。当業者において明らかなように、このように得ら
れたデータをプロセッサで処理して、1またはそれ以上
のウェファのフラットネスやバラ/ワープ等の特性を得
るようにすることが可能である。ウェファフラットネス
ステーションと称する出願番号第572゜695号から
プロセッシングシークエンスとウェファのフラットネス
プロフィールを得るためのアルゴリズムを参照すること
ができる。また、機械誤差を測定対象特性から分離し測
定対象特性の誤差を補償するするための装置と方法及び
同様なバラ/ワープステーションと称する出願筒802
゜049号からプロセッシングシークエンスと反復誤差
から自由なウェファのバラ/ワーププロフィールを提供
するアルゴリズムを参照できる。フラットネスパラ/ワ
ープと他のウェファの特性を決定するための他のシーク
エンスとアルゴリズムは当業者であれば容易に実行でき
る。
The Xθ2 assembly 44 controls the vacuum chuck 12 to move the wafer 14 held by the vacuum chuck 12 to position each different point on the wafer 14 within the measurement head 22 for measurement, at each point. 1st
The probe 18 and the second probe 20 output signals. This signal indicates the distance to the opposite corresponding surface of wafer 14 at each point. Reference probe 26 operates simultaneously and outputs a signal. This signal indicates the distance to the surface of the corresponding reference 28 at each point on the wafer 14 described above. If vacuum chuck 12
If the reference probe is in its correct position, the reference probe 2
The signal from 6 corresponds to the nominal position signal. However, if the vacuum chuck 12 is subject to non-repeatable errors and is not in its original position in two directions, the reference probe 26
The output of is changed accordingly, and this change is provided by mixing element 40 as an error component output signal. Electronic circuit 30 subtracts this error component signal from the measurement signal in real time as the signal is output, and the compensated signal is then digitized by A/D converter 42. As will be appreciated by those skilled in the art, the data thus obtained can be processed by a processor to obtain one or more characteristics of the wafer, such as flatness, bulge/warp, etc. Reference may be made to the processing sequence and algorithm for obtaining the flatness profile of a wafer from Application No. 572.695 entitled Wafer Flatness Station. Also disclosed is an apparatus and method for separating mechanical errors from a measured characteristic and compensating for errors in the measured characteristic, and a similar application tube 802 called a rose/warp station.
No. 049, reference may be made to an algorithm that provides a wafer rose/warp profile that is free from processing sequence and repetition errors. Other sequences and algorithms for determining flatness para/warp and other wafer characteristics can be readily implemented by those skilled in the art.

この発明はプローブからの測定信号に混入する装置の理
想的な位置仕様からの非反復的な偏差によりもたらされ
る誤差を除去できる。また、装置の理想的な位置仕様か
らの反復的な偏差によりもたらされる誤差は上記した出
願番号802,049号に開示されて技術により除去す
ることが出来る。この方法により、1又は1以上の自由
度のXθ2アッセンブリ44の反復的及び非反復的な位
置のずれの両方の完全な誤差補償を実現できる。
The present invention can eliminate errors caused by non-repetitive deviations from ideal position specifications of the device that contaminate the measurement signal from the probe. Additionally, errors caused by repeated deviations from the ideal positional specifications of the device can be eliminated by the techniques disclosed in the above-mentioned application Ser. No. 802,049. In this manner, complete error compensation for both repetitive and non-repetitive displacements of the Xθ2 assembly 44 in one or more degrees of freedom can be achieved.

これにより装置の機械的な不完全さ、許容範囲外に伴う
非理想的な状態にも関わらず、データの精度は飛躍的に
向上する。
This dramatically improves data accuracy despite mechanical imperfections in the equipment and non-ideal conditions associated with out-of-tolerance limits.

本発明の種々の変形例が特許請求の範囲に逸脱しない範
囲で当業者に自明である。
Various modifications of the invention will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the claims.

次に上記した反復誤差を補償するための装置の実施例を
説明しておく。
Next, an embodiment of the apparatus for compensating for the above-mentioned repetition error will be described.

まずソリ測定装置の概要から説明する。First, an overview of the warp measuring device will be explained.

第2図に示すようにソリ測定装置パラ/ワープ測定装置
216はシステム210の一部を構成している。このシ
ステム210は中央演算処理装置212を備えている。
As shown in FIG. 2, a warp measurement device para/warp measurement device 216 forms part of system 210. The system 210 includes a central processing unit 212 .

中央演算処理袋W212はアライメント装置214.バ
ラ/ワープ測定装置216、サンプルムーバ218に接
続しこれらを制御している。サンプルムーバ218は例
えば一対の平行なうバーベルト等であって半導体ウェハ
等のサンプルをアライメント装置214、バウ/ワ−プ
測定装置m!216へと順次搬送する。このベルトは例
えば米国特許出願番号第725159号に示されるもの
でよい、ウェハは自動ウェハエレベータ(図示せず、)
により1図面上左においてサンプルムーバ218に乗せ
られる。該エレベータは例えば米国特許出願番号第37
9559号に示すタイプのものでよい。
The central processing bag W212 is connected to the alignment device 214. It is connected to and controls the rose/warp measuring device 216 and sample mover 218. The sample mover 218 is, for example, a pair of parallel bar belts, etc., and moves a sample such as a semiconductor wafer to the alignment device 214, the bow/warp measurement device m! 216. This belt may be, for example, as shown in U.S. Patent Application No. 725,159;
The sample is placed on the sample mover 218 at the top left of one drawing. The elevator is, for example, U.S. Patent Application No. 37
The type shown in No. 9559 may be used.

中央演算処理装置212はサンプルムーバ218が各ウ
ェハを7ライメント装置214へと搬送するように制御
する。ウェハのアライメントには他の種々の装置が適用
可能であるが、米国特許第4457664号に示す装置
を使用するのが望ましい、中央演算処理装置212は次
ぎに7ライメント装置214に指令を送り、ウェハの中
心合せと方向合せを行なわせる。その後、中央演算処理
装置212はサンプルムーバ218に信号を送りバラ/
ワープ測定装置216のウェハ受取装置にウェハを移送
させる。そしてバラ/ワーブ測定装置216はウェハの
プロフィル(ソリ)の測定を行なう。
Central processing unit 212 controls sample mover 218 to transport each wafer to alignment device 214 . Although various other devices can be used to align the wafer, it is preferable to use the device shown in U.S. Pat. No. 4,457,664. Perform centering and orientation. The central processing unit 212 then sends a signal to the sample mover 218 to
The wafer is transferred to the wafer receiving device of the warp measurement device 216. The uneven/warb measuring device 216 then measures the profile (warpage) of the wafer.

第3図にバラ/ワーブ測定装置216の詳細を示す、バ
ラ/ワーブ測定装置216はバキュームチャック222
をそなえている。バキュームチャック222はウェハ2
24(または被測定対象物であるサンプル)を装脱可能
に保持する支持装置となっている。バキュームチャック
222はウェハ224との相対位置を変えることが出来
るように構成されている。センサ226はバキュームチ
ャック222の近傍に位置しウェハ224の表面までの
距離を任意の範囲で測定できるように構成されている。
FIG. 3 shows details of the rose/warb measuring device 216. The rose/warb measuring device 216 is connected to a vacuum chuck 222.
It is equipped with The vacuum chuck 222 is the wafer 2
24 (or a sample which is an object to be measured) is a support device that removably holds the object to be measured. The vacuum chuck 222 is configured so that its relative position to the wafer 224 can be changed. The sensor 226 is located near the vacuum chuck 222 and is configured to be able to measure the distance to the surface of the wafer 224 within an arbitrary range.

ウェハ224のソリについては当然に未知である。セン
サ226は第1のプローブ228と第2のプローブ23
0から構成するのが望ましく、その間に容量形測定ヘッ
ド232が設定されている。第1のプローブ228、第
2のプローブ230は容量形センサであることが望まし
い。
Naturally, the warping of the wafer 224 is unknown. The sensor 226 has a first probe 228 and a second probe 23
0, between which a capacitive measuring head 232 is set. It is desirable that the first probe 228 and the second probe 230 are capacitive sensors.

第2のプローブ230はサポート234に固着されてい
る。第1のプローブ228はアーム236に装着されて
いる。アーム236は支持材238にネジを介して装着
され、サポート234に対して可動となっており容量形
測定ヘッド232の間隔を調整し得るように構成されて
いる。第1のプローブ228、第2のプローブ230に
はアナログ信号調整ユニット239が接続し、第1のプ
ローブ228.第2のプローブ230の出力の合計A+
Bを表すアナログ信号を出力するようになっている。す
なわち、第1のプローブ228,229は容量形測定ヘ
ッド232に順次位置するウェハの予め決められた複数
の点の測定値を出力し、アナログ信号調整ユニット23
9は各測定点における第1のプローブ228、第2のプ
ローブ230の測定値の合計を出力する。アナログ信号
調整ユニット240も同様に第1のプローブ228゜第
2のプローブ230に接続され、ウェハの複数点におけ
る第1のプローブ228、第2のプローブ230の測定
値の差A−Bを出力する。このA十Bはウェハの厚みを
表しており、A−Bは例えばウェハの厚さ方向中心線ま
での距離を表している。マルチプレクサ241がアナロ
グ信号調整ユニット239.アナログ信号調整ユニット
240の出力側に接続されている。A+B出力はフラッ
トネス(平坦度)の検証に役立つ、これは米国特許出願
番号第572695号にある通りである。
A second probe 230 is secured to a support 234. First probe 228 is attached to arm 236. The arm 236 is attached to the support member 238 via a screw, and is movable with respect to the support 234, so that the interval between the capacitive measuring heads 232 can be adjusted. An analog signal conditioning unit 239 is connected to the first probe 228 , the second probe 230 , and the first probe 228 . The sum of the outputs of the second probe 230 A+
It is designed to output an analog signal representing B. That is, the first probes 228 and 229 output measured values at a plurality of predetermined points on the wafer sequentially located on the capacitive measuring head 232, and the analog signal conditioning unit 23
9 outputs the sum of the measured values of the first probe 228 and the second probe 230 at each measurement point. The analog signal adjustment unit 240 is similarly connected to the first probe 228 and the second probe 230, and outputs the difference A-B between the measured values of the first probe 228 and the second probe 230 at multiple points on the wafer. . A+B represents the thickness of the wafer, and A-B represents, for example, the distance to the center line in the thickness direction of the wafer. The multiplexer 241 is connected to the analog signal conditioning unit 239. It is connected to the output side of the analog signal conditioning unit 240. The A+B output is useful for flatness verification, as described in US Patent Application No. 572,695.

一方、A−B出力はソリ測定とその補償に活用される。On the other hand, the AB output is used for warpage measurement and its compensation.

マルチプレクサ241にはA/Dコンバータ42が接続
されマルチプレクサ241の信号をデジタル化している
。第1のプローブ228、第2のプローブ230として
は他の種々のプローブが使用可能であるが米国特許第3
990005号に記載された容量形測定システムを用い
るのが望ましい。
An A/D converter 42 is connected to the multiplexer 241 and digitizes the signal from the multiplexer 241. Although various other probes can be used as the first probe 228 and the second probe 230, US Pat.
Preferably, a capacitive measuring system as described in US Pat. No. 990,005 is used.

x、θ、2アッセンブリ44はバキュームチャック22
2に接続し、バキュームチャック222をその中心を軸
としてθランフ2回転させる。また、バキュームチャッ
ク222をX軸方向、Z軸方向に移動させるmXp θ
、Zアッセンブリ44はコントロール信号に応答しバキ
ュームチャック222を操作して、容量形測定ヘッド2
32間におけるウェハ224の予め決められた複数の位
置決めを行なわせる。これは後述する第1乃至第4のデ
ータベースの集積を行なうためにウェハ224の全領域
をカバーすることが望ましい、x、θ。
x, θ, 2 assembly 44 is vacuum chuck 22
2, and the vacuum chuck 222 is rotated twice through the θ ramp around its center. Also, mXp θ that moves the vacuum chuck 222 in the X-axis direction and the Z-axis direction
, the Z assembly 44 operates the vacuum chuck 222 in response to the control signal to remove the capacitive measurement head 2.
A plurality of predetermined positions of the wafer 224 are performed between the positions of the wafers 224 and 32. This x, θ preferably covers the entire area of the wafer 224 in order to collect the first to fourth databases to be described later.

Zアッセンブリ44としては種々の構成のものを用いる
ことが出来るが、上記米国特許第4457664号に記
載のものを使用するのが望ましい。
Although various configurations can be used as the Z assembly 44, it is preferable to use the one described in the above-mentioned US Pat. No. 4,457,664.

A/Dコンバータ42にはデータバス48を介してプロ
セッサ46が接続し、このプロセッサ46はデータバス
48、及び従来のドライバ50を介してx、θ、Zアッ
センブリ44に接続している。プo−t=ッサ46はR
AM52.PROM54を有している。中央演算処理装
置212は、好ましくはIEEE488バス58とIE
EE488インターフェース60のバスシステムを介し
てデータバス48と接続されている。プロセッサ46は
中央演算処理装置212に従い(即ち、プロセッサ46
はスレーブ、中央演算処理装置212がマスクである。
A processor 46 is connected to the A/D converter 42 via a data bus 48 and is connected to an x, theta, Z assembly 44 via a data bus 48 and a conventional driver 50. puot=sa 46 is R
AM52. It has PROM54. Central processing unit 212 preferably interfaces with IEEE 488 bus 58 and IE
It is connected to the data bus 48 via an EE488 interface 60 bus system. Processor 46 is responsive to central processing unit 212 (i.e., processor 46
is a slave, and the central processing unit 212 is a mask.

)、予め決められたウェハの中心付近の点を容量形測定
ヘッド232間に位置せしめ、次いでウェハの中心の周
りの点を位置せしめる。これと同時にプロセッサ46は
A/Dコンバータ42の各点における出力を読み、それ
をデー1タバス48を介してRAM52に書き込む、こ
の各データベースの番地はx、θ、Zアッセンブリ44
により設定されるウェハ上の測定点の空間的な位置に対
応している。
), position a predetermined point near the center of the wafer between capacitive measurement heads 232, and then position a point around the center of the wafer. At the same time, the processor 46 reads the output at each point of the A/D converter 42 and writes it to the RAM 52 via the data bus 48.
This corresponds to the spatial position of the measurement point on the wafer set by .

プロセッサ46は中央演算処理装置212からの指令に
応答してx、θ、Zアッセンブリ44の制御信号をデー
タバス48を介してドライバ50に出力する。これによ
りXステップモータ、θステップモータ、Zアクチュエ
ータ及びバキューム条件の制御を行なう。Xコントロー
ル信号に応答してXステップモータの軸は回転しウオー
ムギヤを回転させる。ウオームギヤのネジは直線上のガ
イドレール上にスライド可能に装着されたハウジングの
ネジに螺合している。これによりバキュームチャック2
22はX軸に沿ってその位置を調整される。同様に、θ
方向の位置もθ制御信号に応答してθステップモータお
よびベルトや歯車に依り調整される。またバキュームチ
ャック222のZ方向の位置もZ信号に応答して2アク
チユエータにより調整される。バキュームチャック22
2に供給されるバキュームのON、OFF状態はバキュ
ームラインによりコントロールされる。ONの時はウェ
ハはバキュームチャック222により吸着され、OFF
の時はウェハはバキュームチャック222から開放され
る。
Processor 46 outputs control signals for x, θ, Z assembly 44 to driver 50 via data bus 48 in response to commands from central processing unit 212 . This controls the X step motor, θ step motor, Z actuator, and vacuum conditions. In response to the X control signal, the shaft of the X step motor rotates, causing the worm gear to rotate. The screw of the worm gear is screwed into the screw of the housing which is slidably mounted on the linear guide rail. This allows vacuum chuck 2
22 is adjusted in its position along the X-axis. Similarly, θ
The directional position is also adjusted by the theta step motor and belts and gears in response to the theta control signal. Further, the position of the vacuum chuck 222 in the Z direction is also adjusted by two actuators in response to the Z signal. vacuum chuck 22
The ON/OFF state of the vacuum supplied to 2 is controlled by the vacuum line. When ON, the wafer is attracted by the vacuum chuck 222, and when OFF
At this time, the wafer is released from the vacuum chuck 222.

次ぎに第4図に基づいてプロセッサ46の動作の説明を
しておく、中央演算処理装置212からの指令はプロセ
ッサ46に受は取られる(62)。
Next, the operation of the processor 46 will be explained based on FIG. 4. Instructions from the central processing unit 212 are received by the processor 46 (62).

プロセッサ46はこの指令をデコードしx、θ。Processor 46 decodes this command and returns x, θ.

Z及びバキュームアクチュエータを駆動するコードをP
ROM54からフェッチする。これによりウェハを予め
決められた複数点に容量形測定ヘッド232内で順次移
動させる(66)、そしてプロセッサ46はこの命令の
実行終了まで動作をつづける(68)、プロセッサ46
はウェハの各測定点のアナログ信号調整ユニット240
からの測定値をA/Dコンバータ42内の対応する第1
乃至第4のテーブルの一つに格納する様に動作する。
Z and P code to drive vacuum actuator
Fetch from ROM54. As a result, the wafer is sequentially moved to a plurality of predetermined points within the capacitive measuring head 232 (66), and the processor 46 continues to operate until the execution of this instruction is completed (68).
is an analog signal adjustment unit 240 at each measurement point on the wafer.
The measured value from the corresponding first one in the A/D converter 42
to one of the fourth tables.

テーブル内ではXモータ、θモータの回転位置により決
定されるウェハの各点の位置に対応する予め決められた
番地に格納される(70)、測定後、プロセッサ46は
データを中央演算処理装置212へと送るように動作す
る(72)。
In the table, the data is stored at a predetermined address corresponding to the position of each point on the wafer determined by the rotational position of the X motor and the θ motor (70).After measurement, the processor 46 transfers the data to the central processing unit 212. (72).

ここで従来生じていた測定装置の機械的な誤差について
第5図により説明する。
Here, mechanical errors that have conventionally occurred in measuring devices will be explained with reference to FIG.

X軸方向の駆動装置はレールガイドキャリジ76を有し
ている。このレールガイドキャリジ76はXステップモ
ータの軸に接続するXウオームのネジに従って移動する
(図示せず)、理想的なガイドレールは直線78に示さ
れるように完全な直線となるが、実際のガイドレールは
起伏ライン80に示すように波形になる。これによる変
動は矢印82に示すように最大りとなる。実際の装置で
はこの誤差は±0.004インチ(±101.6ミクロ
ン)のオーダである。このような変動はウェハ224の
位置をZ方向に変位させ、その結果A−B誤差成分を生
じる。これはそのまま理想的なレールとの差に比例して
いる。
The drive in the X-axis direction has a rail guide carriage 76. This rail guide carriage 76 moves according to a screw of an X worm (not shown) connected to the shaft of an The rail is corrugated as shown by relief line 80. The variation due to this becomes maximum as shown by arrow 82. In actual equipment, this error is on the order of ±0.004 inches (±101.6 microns). Such variations displace the position of wafer 224 in the Z direction, resulting in an AB error component. This is directly proportional to the difference from the ideal rail.

以上はX軸方向の誤差であるが、θ方向も同様である、
θ駆動装置はベルトや歯車を介してバキュームチャック
222と接続するθステップモータを有しており、これ
によりZ軸を中心としてθ方向に回転させるようになっ
ている。理想的な回転軸を84で示す、また実際の回転
軸を86で示す、理想的回転軸84と実際の回転軸86
の差はウェハ224の2方向の誤差となって表われ、x
The above is an error in the X-axis direction, but the same is true for the θ direction.
The θ drive device has a θ step motor connected to the vacuum chuck 222 via a belt or gears, and is thereby configured to rotate in the θ direction about the Z axis. An ideal axis of rotation 84 and an actual axis of rotation 86, with the ideal axis of rotation indicated at 84 and the actual axis of rotation indicated at 86.
The difference in x appears as an error in two directions of the wafer 224,
.

θ方向の変動に伴い変化する。このような変動はベアリ
ングの機械的精度やウェハとシャフトの垂直度の精度等
によりもたらされる。実際の装置において、150mm
のウェハを例に取ると、バキュームチャック222にお
ける2方向の誤差はほぼ±0.0022インチ(±56
.25ミクロン)となる。
It changes as the θ direction changes. Such variations are caused by the mechanical precision of the bearing, the precision of the perpendicularity of the wafer and the shaft, and the like. In the actual device, 150mm
Taking a wafer as an example, the two-way error in the vacuum chuck 222 is approximately ±0.0022 inch (±56
.. 25 microns).

本発明はこのような測定装置の機械的な誤差を除去しよ
うとするものであり、X方向の誤差成分とθ方向の誤差
成分を非機械的に分離可能にしたものである。これは、
x、θ、Zアッセンブリ44の複数回の駆動により実現
でき、X方向の誤差成分はθ座標を固定することにより
、またθ方向の誤差成分はX座標を固定することにより
、特定することが出来る。
The present invention aims to eliminate such mechanical errors in the measuring device, and makes it possible to non-mechanically separate the error component in the X direction and the error component in the θ direction. this is,
This can be achieved by driving the x, θ, and Z assembly 44 multiple times, and the error component in the X direction can be specified by fixing the θ coordinate, and the error component in the θ direction can be specified by fixing the X coordinate. .

くx−較正〉 まずX方向の誤差除去の方法を説明する。x-calibration> First, a method for removing errors in the X direction will be explained.

X軸方向の誤差除去は最も簡単に実現出来、2回のウェ
ハの同一点の測定により可能である。即ち、誤差成分を
その極性が反対になるように2回測定すれば、その測定
値の差から簡単に誤差成分を算出できる。
Eliminating errors in the X-axis direction is most easily achieved by measuring the same point on the wafer twice. That is, by measuring the error component twice with opposite polarities, the error component can be easily calculated from the difference between the measured values.

x、θ、Zアッセンブリ44により順次ウェハを動かし
てウェハの基準点から所定の方向に順次複数回測定して
いく、ここでセンサにより得られるウェハの各位置にお
ける測定値M、(x、θ)は、測定目的であるウェハに
関係する成分Mw(X。
The wafer is sequentially moved by the x, θ, Z assembly 44 and measured multiple times in a predetermined direction from the reference point of the wafer. Here, the measured value M, (x, θ) at each position on the wafer obtained by the sensor is is the component Mw(X.

θ)と不要な装置に関係した成分Mc(X+ θ)とを
含み、下式で表される。
θ) and a component Mc(X+θ) related to unnecessary equipment, and is expressed by the following formula.

M、(x、θ)=Mv(x、θ)+Mc(x、θ)−−
−−(1)ここでM、(x、 θ)、My(x、  θ
) 、Me (X。
M, (x, θ) = Mv (x, θ) + Mc (x, θ) --
--(1) Here M, (x, θ), My(x, θ
), Me (X.

θ)はマトリックスである。θ) is a matrix.

第6a図に示すこのM□(x、θ)データ88はRAM
52に一時的に格納される。その際、ウェハの各測定点
は特定番地に対応づけられる。そして各測定点は予め決
められたホームポジションを基準としたx、θ、Zアッ
センブリ44のX。
This M□(x, θ) data 88 shown in FIG. 6a is stored in the RAM.
52 is temporarily stored. At this time, each measurement point on the wafer is associated with a specific address. Each measurement point is x, θ, and X of the Z assembly 44 based on a predetermined home position.

θ位置を示すx、θ座標により規定される。第6a図の
矢印90に示すように順次x、θ、Zアッセンブリ44
によりセンサヘッド間に位置させられる複数のウェハポ
ジションに対するM、(X。
It is defined by x and θ coordinates indicating the θ position. x, θ, Z assembly 44 in sequence as shown by arrow 90 in FIG. 6a.
M, (X) for multiple wafer positions located between sensor heads by.

θ)データは(0,0)番地から順にデータテーブルが
満杯になるまでRAMに直列的に格納される。
θ) Data is serially stored in the RAM starting from address (0, 0) until the data table is full.

全位置の測定が完了したら、ウェハは裏返されて、その
ホームポジションから再び測定される。
Once all positions have been measured, the wafer is flipped over and measured again from its home position.

ウェハの各測定点は容量形センサヘッドに位置せしめら
れのM、(x、θ)の測定が行なわれる。
Each measurement point on the wafer is positioned on a capacitive sensor head, and measurements of M, (x, θ) are performed.

このMl(x、θ)はウェハに関係したMw(X。This Ml(x, θ) is Mw(X) related to the wafer.

θ)と装置自体に関係したMc(x、  θ)の成分を
有している。この測定値はウェハの裏側から同一地点を
測定したものであるから、表面の測定によりえられた測
定値とはMv(x、θ)の極性が逆になる。これを下式
に示す。
θ) and components of Mc(x, θ) related to the device itself. Since this measured value was measured at the same point from the back side of the wafer, the polarity of Mv(x, θ) is opposite to that obtained by measuring the front surface. This is shown in the formula below.

Mz(x、θ)=  Mw(x、−θ)+Mc(X−θ
)−(2)ココで、Mz(x、θ)、My(x、−〇)
、及びM c (x、θ)はマトリックスである。
Mz (x, θ) = Mw (x, - θ) + Mc (X - θ
) - (2) Here, Mz (x, θ), My (x, -〇)
, and M c (x, θ) are matrices.

第6b図に示すようにM2データはRAM52に一時的
に格納される。即ちウェハの各点は順次容量形センサヘ
ッドに位置させられ、その測定値は矢印94で示すよう
に上記とは逆に順次所定番地に書き込まれる。各測定点
は上記の場合と同様にホームポジションを基準にしたx
、θ、Zアッセンブリ44の(x、θ)座標により規定
される。
As shown in FIG. 6b, the M2 data is temporarily stored in the RAM 52. That is, each point on the wafer is sequentially positioned on the capacitive sensor head, and the measured values are sequentially written to predetermined locations as shown by arrow 94 in the opposite manner. Each measurement point is based on the home position as in the above case x
, θ, defined by the (x, θ) coordinates of the Z assembly 44.

このMlとMlのデータの行列を加算することにより下
式に示すようにM c (X 、θ)が分離される。
By adding the matrices of Ml and Ml data, M c (X, θ) is separated as shown in the following equation.

このMe(x、θ)はチャックのX方向に関係する誤差
成分である。
This Me(x, θ) is an error component related to the X direction of the chuck.

M 、 + M 、 = M w (X 、θ)−My
(x、−〇)+Mc(Xsθ)+Mc(x、θ)・・・
・・・・・・・・・・・・・・・(3)これを整理する
と Me(X 、 e )=(M−(X 、 θ)”Ml 
(X −8))/ 2−− (4)となる。
M, + M, = M w (X, θ) − My
(x, -〇)+Mc(Xsθ)+Mc(x,θ)...
・・・・・・・・・・・・・・・(3) Rearranging this, Me(X, e)=(M−(X, θ)”Ml
(X −8))/2−− (4).

くθ−較正〉 裏返したウェハを測定し1M、データテーブルが満され
たら、ウェハはチャックから解放され。
θ-Calibration> Measure the flipped wafer for 1M, and when the data table is filled, the wafer is released from the chuck.

チャックのみが所定ステップθ、だけθ方向に回転する
。この位置を第2のホームポジションとし、これは元の
第1のホームポジションからθ、たけずれている0次に
裏返しウェハは再びチャックに吸着され、上記した測定
点と同一点が容量形センサヘッド間に位置させられ、再
び測定が行なわれる。この測定値は次のように示される
Only the chuck rotates in the θ direction by a predetermined step θ. This position is set as the second home position, which is shifted by θ from the original first home position.The wafer is turned over to the next position, and the wafer is again attracted to the chuck. The measurement is taken again. This measurement value is shown as follows.

M3 (x、θ)=Mw(X 、e )+Mc(x、 
8− e xE”” ・・(5)第6C図に示すように
、M、データはRAM52に一時格納される。ウェハの
各測定点の値は対応するRAMの各番地に格納される。
M3 (x, θ)=Mw(X, e)+Mc(x,
8-e xE"" (5) As shown in FIG. 6C, the M data is temporarily stored in the RAM 52. The value at each measurement point on the wafer is stored at each corresponding address in the RAM.

該各番地はオフセットホームポジションを基準とするx
、θ、ZアッセンブリのX−θ座標により規定される。
Each address is based on the offset home position x
, θ, Z are defined by the X-θ coordinates of the assembly.

上記オフセットホームポジションに基づく裏返しウェハ
の測定が終了したら、ウェハは再びチャックから解放さ
れ、チャックのみが01から所定のステップ数(θハだ
け回転する。この位置を第3のホームポジションとする
。そしてウェハは再びチャックに吸着され、ウェハ上の
同一点が容量形センサヘッド間に位置させられ、第3の
ホームポジションに基づく測定がなされる。その測定結
果は下式で示される。
When the measurement of the flipped wafer based on the offset home position is completed, the wafer is released from the chuck again, and only the chuck rotates by a predetermined number of steps (θ) from 01. This position is set as the third home position. The wafer is again attracted to the chuck, the same point on the wafer is positioned between the capacitive sensor heads, and a measurement is made based on the third home position.The measurement result is expressed by the following equation.

M4(x、θ)=Mw(x、θ)+Mc(x、θ−θ、
) ・−・・−・(6)M4データは第6d図に示すよ
うにRAM52に格納される。そして各測定値は第3の
ホームポジションを基準としたx、θ、Zアッセンブリ
のX。
M4(x, θ)=Mw(x, θ)+Mc(x, θ−θ,
) (6) M4 data is stored in the RAM 52 as shown in FIG. 6d. Each measurement value is x, θ, and X of the Z assembly based on the third home position.

θ位置を示す特定番地に対応づけられる。上記により得
られたデータからθに起因するZ誤差成分を分離するた
めの計算を次に示す。
It is associated with a specific address indicating the θ position. Calculations for separating the Z error component due to θ from the data obtained above are shown below.

M2(X 、θ)−My(x、θ)=Mv(x、θ)+
Mc(x、 θ)−M w (X 、θ)−Me(x、
θ−θ、)・(7)これを整理すると iよ(θ)=Mc(θ)−Me(θ−θ、)・・・・・
・・・・・・・・・・(8)と表わせる。
M2(X, θ)−My(x, θ)=Mv(x, θ)+
Mc(x, θ)-Mw(X, θ)-Me(x,
θ-θ, )・(7) Putting this in order, iyo(θ)=Mc(θ)-Me(θ-θ,)...
It can be expressed as (8).

ここでiよ(θ)は(7)式の左項と等しい変数である
Here, iyo(θ) is a variable equal to the left term of equation (7).

(8)をフーリエ展開すると 工t(ω):W(ω)−W(ω−θ、)・・・・・・・
・・・・・ (9)と表わされる。
The Fourier expansion of (8) yields t(ω): W(ω)-W(ω-θ,)...
... It is expressed as (9).

ここで工t(ω)はiよ(θ)の、W(ω)はMe(θ
)の、W(ω−01)はM c (θ−θ、)のフーリ
エ展開である。
Here, the work t(ω) is i (θ), and W(ω) is Me(θ).
), W(ω-01) is the Fourier expansion of M c (θ-θ, ).

(9)式は次のように書ける。Equation (9) can be written as follows.

次に(2)、 (6)式を引算すると M2(x、θ)−M4(x、θ)=Mv(x、θ)+M
c(x、θ)−My(x、θ)−Mc(x、θ−02)
・・・・・・・・・(11)を得る。
Next, subtracting equations (2) and (6), M2 (x, θ) - M4 (x, θ) = Mv (x, θ) + M
c(x, θ)-My(x, θ)-Mc(x, θ-02)
......(11) is obtained.

ここで、L(ω)は、i言θ)の、W(ω)とW(+、
l−02)は夫々M c (θ) 、 Mc(θ−θ2
)のフーリエ展開である。
Here, L(ω) is W(ω) and W(+,
l-02) are respectively Mc (θ) and Mc(θ-θ2
) is the Fourier expansion of

式(13)は次のように書ける。Equation (13) can be written as follows.

式(to)、 (14)は予め選ばれた重み付は関数に
より不要なノイズ効果を除去することにより合算できる
。該関数は次に示すように線形の組合せの形が望ましい
Equations (to) and (14) can be summed by using pre-selected weighting functions to remove unnecessary noise effects. The function is preferably in the form of a linear combination as shown below.

I3(ω)=α(ω)■、(ω)+β(ω)■、(ω)
・・・・・・(15)となる、これを整理して(12)
式で表わす。
I3(ω)=α(ω)■,(ω)+β(ω)■,(ω)
......(15), rearranging this (12)
Expressed by the formula.

1よ(θ)=Mc(θ) −Me(θ−02)−・・・
・−・(12)ここでit(θ)は(11)の左項と等
しい中間変数である。
1yo(θ)=Mc(θ) −Me(θ−02)−・・・
...(12) Here, it(θ) is an intermediate variable equal to the left term of (11).

(12)式をフーリエ展開して L(ω)=W(ω)−W(ω−02)・・・・・・・・
・・・・(13)ここで、I、 (ω)は第3の変数で
あり、線形の組合せと等しい。
Fourier expansion of equation (12): L(ω)=W(ω)-W(ω-02)...
(13) Here, I and (ω) are the third variables and are equal to a linear combination.

また、α(ω)=1δ12γ/(1γ12+1612)
β(ω)=1γ12δ/1γ12+1δである。
Also, α(ω)=1δ12γ/(1γ12+1612)
β(ω)=1γ12δ/1γ12+1δ.

(15)式の逆フーリエ展開W、(x、θ)はx、θ。Inverse Fourier expansion W of equation (15), (x, θ) is x, θ.

Zアッセンブリのθ依存の誤差成分を示している。It shows the θ-dependent error component of the Z assembly.

θモータのステップonは100ステツプに等しく選択
することが望ましい、モしてθ座標におけるオフセット
、即ちθ□、θ2は互いにそしてonに素に選択するこ
とが重要である。さもないと、δとγは成り立たない、
好適な実施例では、θ1は17ステツプに、θ、は23
ステツプに選択される。
The step on of the theta motor is preferably chosen equal to 100 steps, and it is important that the offsets in the theta coordinate, ie, θ□, θ2, are chosen to be disjoint with respect to each other and on. Otherwise, δ and γ will not hold.
In the preferred embodiment, θ1 is 17 steps and θ is 23 steps.
selected for the step.

次に第7図のフローチャートに基づいて装置全体の動作
を説明する。104で示すフローチャートは中央演算処
理装置212の動作を示す、中央演算処理装置はまずア
ライメント装置214に指令を送り、ウェハの位置調整
及び方向合せを行わせる(106)、そしてこのアライ
メントが完了するまで待つ(108)、そして中央演算
処理装置はサンプルムーバ218に位置合せを終えたサ
ンプルを移動させ、その中心を容量形センサヘッド23
2間に位置させる(110)、動作完了するまで待つ(
112)、次に中央演算処理装置はバラ/ワープ測定装
置のプロセッサに指令を送り。
Next, the operation of the entire apparatus will be explained based on the flowchart of FIG. A flowchart 104 shows the operation of the central processing unit 212. The central processing unit first sends a command to the alignment device 214 to adjust the position and orientation of the wafer (106), and then continues until the alignment is completed. Wait (108), and then the central processing unit moves the aligned sample to the sample mover 218, and moves the center of the sample to the capacitive sensor head 23.
2 (110), wait until the operation is completed (
112), the central processing unit then sends commands to the processor of the rose/warp measuring device.

サンプルの中心部の測定を行わせる(114)。A measurement of the center of the sample is performed (114).

中央演算処理装置は測定値を受けとるまで待つ(116
)、サンプル中央部の測定指令はバラ/ワーブ測定装置
のプロセッサによりそのFROMコントロールテーブル
に格納された指示に基づいて実行される。
The central processing unit waits until it receives the measured value (116).
), the sample center measurement command is executed by the rose/warb measuring device's processor based on instructions stored in its FROM control table.

即ち、第8図に示すように、バラ/ワープ測定装置のプ
ロセッサはチャックをそのホームポジションからX軸に
沿ってXで示されるウェハの中心と周辺の中間点118
まで動かすように制御するのが望ましい、そして、この
点で、ウェハを吸着させる1次いでプロセッサはXステ
ップモータを動作させ1点120で示すウェハの中心を
容量形センサヘッド間に位置させる。そしてプロセッサ
はウェハを離しx、θステップモータを動かして元のホ
ームポジションに戻るように指令を出す。
That is, as shown in FIG. 8, the processor of the rose/warp measurement system moves the chuck from its home position along the
At this point, the first processor that attracts the wafer operates the X step motor to position the center of the wafer, indicated by a point 120, between the capacitive sensor heads. Then, the processor releases the wafer and commands the x and θ step motors to return to the original home position.

そしてプロセッサはウェハを吸着させ、゛ウェハの内周
に位置する3点122,123,124を順次センサヘ
ッド間に位置させる。各点122.123.124の測
定値はRAMに一時記憶される。
Then, the processor attracts the wafer and sequentially positions three points 122, 123, and 124 located on the inner circumference of the wafer between the sensor heads. The measured values of each point 122, 123, 124 are temporarily stored in RAM.

第7図に戻り、中央演算処理装置はバラ/ワープ測定装
置から送られるウェハデータをM1データテーブルの各
位置(第6a図)に格納する(126)、そして中央演
算処理装置はサンプルムーバ218に指令を送り、サン
プルの中心がそのホームポジションにおいてチャックの
中心と重なるようにする(128)、そして動作終了を
待つ(130)、次いで中央演算処理装置はバラ/ワー
プ測定装置のプロセッサに指令を送すウエハの中心部の
周辺部の測定を行わせる(132)。
Returning to FIG. 7, the central processing unit stores the wafer data sent from the loose/warp measurement device in each position of the M1 data table (FIG. 6a) (126), and the central processing unit stores the wafer data sent from the loose/warp measurement device in the sample mover 218. Sending commands to align the center of the sample with the center of the chuck at its home position (128) and waiting for the end of the operation (130), the central processing unit then sends commands to the processor of the rose/warp measurement device. Measurement is performed on the periphery of the center of the wafer (132).

プロセッサはこの指令を受けてFROMから周辺部測定
のためのx、θ、Z及びバキューム信号のコードをフェ
ッチする。そしてプロセッサは制御信号をx、θ、2及
びバキューム駆動装置に送り、ウェハの中心部の周辺部
の予め決められた測定点を順次容量形測定ヘッド間に位
置させる。そしてプロセッサは“周辺部の測定”命令を
第8図の実施例に示すように実行する。サンプルの中心
部を囲む領域は、その予め決められた点を外周から順次
内周に向ってリング状に測定されていく。
In response to this command, the processor fetches x, θ, Z and vacuum signal codes for peripheral measurement from FROM. The processor then sends control signals to the x, θ, 2 and vacuum drives to sequentially position predetermined measurement points on the periphery of the center of the wafer between the capacitive measurement heads. The processor then executes the "periphery measurement" command as shown in the embodiment of FIG. The area surrounding the center of the sample is measured at predetermined points in a ring shape sequentially from the outer circumference toward the inner circumference.

中央演算処理装置がバラ/ワーブ測定装置のプロセッサ
に各リングを順次測定するように指示するのが望ましい
、プロセッサはバキュームを駆動し。
Preferably, the central processing unit instructs the processor of the rose/warb measuring device to measure each ring in turn, the processor driving the vacuum.

ウェハをその中心点において吸着させ、Xステップモー
タを駆動し、最外周リング136がセンサヘッド間に位
置するようにチャックを動かす、そしてプロセッサはθ
ステップモータを駆動し、リング136上に位置する予
め決められた複数の点(第8図では3点を代表してドツ
トで図示しである)を容量形センサヘッド間に近接して
位置せしめる。プロセッサはθステップモータを回転さ
せ、完全なリング状に測定を行うようにする。各測定点
においてプロセッサはA/Dコンバータ42の読みをR
AM52のデータテーブルに格納する。
The wafer is attracted at its center point, the X step motor is driven, the chuck is moved so that the outermost ring 136 is located between the sensor heads, and the processor
The step motor is driven to position a plurality of predetermined points on the ring 136 (three points are represented by dots in FIG. 8) close to each other between the capacitive sensor heads. The processor rotates the theta step motor so that measurements are taken in a complete ring. At each measurement point, the processor converts the reading of the A/D converter 42 into R
Store in the AM52 data table.

この格納番地は予め決められており、ホームポジション
を基準としたθモータ及びXモータの回転位置に規定さ
れるリング136上の点に対応している。θモータのス
テップ数は1回転につき1゜Oであることが望ましい。
This storage address is predetermined and corresponds to a point on the ring 136 defined by the rotational positions of the θ motor and the X motor with respect to the home position. The number of steps of the θ motor is preferably 1°O per rotation.

最外周リングの各測定点の測定値をバラ/ワープ装置の
ローカル・メモリに格納したら、プロセッサはこのデー
タを中央演算処理装置に転送する(第4図の72)。
Once the measured values for each measurement point on the outermost ring have been stored in the local memory of the rose/warp device, the processor transfers this data to the central processing unit (72 in FIG. 4).

第7図に戻って、中央演算処理装置は最外周リングのデ
ータが集積されるのを待ち(138)。
Returning to FIG. 7, the central processing unit waits for the data of the outermost ring to be accumulated (138).

各点におけるウェハの中心線からの距離を表わすデータ
を格納する(140)、最内周のリングのデータ集積が
未終了の時(142)、中央演算処理装置はプロセッサ
にウェハの回転を継続するように命令を送り、次の内側
のリング144へと移動するように指令する(144)
、プロセッサはこの指令を受けて実行する。最内周リン
グのデータが集積された後中央演算処理装置はプロセッ
サに命令を送り、サンプルの回転を停止し、バキューム
チャックを元の位置に戻し、サンプルを解放し動作完了
を待つ(148)。
Store data representing the distance from the center line of the wafer at each point (140). When data collection for the innermost ring is not completed (142), the central processing unit instructs the processor to continue rotating the wafer. Send a command to move to the next inner ring 144 (144)
, the processor receives this instruction and executes it. After the data on the innermost ring has been accumulated, the central processing unit sends a command to the processor to stop the rotation of the sample, return the vacuum chuck to its original position, release the sample, and wait for the operation to complete (148).

次に中央演算処理装置はバラ/ワープ測定装置から転送
されたデータとを第1のデータテーブルM1のメモリに
格納する(150)。
Next, the central processing unit stores the data transferred from the rose/warp measuring device in the memory of the first data table M1 (150).

次にウェハは裏返された上で、サンプルムーバに戻され
二上記したステップ106〜116,126〜132,
138〜150を中央演算処理装置により繰返される(
152)、裏返されたウェハのデータは表側のデータの
裏返しになっており、これは同様な手順で中央演算処理
装置のRAM内の第2のデータテーブルM2内に格納さ
れる。
Next, the wafer is turned over and returned to the sample mover, and the steps 106-116, 126-132 described above are followed.
138 to 150 are repeated by the central processing unit (
152), the data of the flipped wafer is the reverse of the data on the front side, and is stored in the second data table M2 in the RAM of the central processing unit in a similar manner.

そして中央演算処理装置は“01回転″指令をプロセッ
サに送り(154)、この命令が実行されるのを待つ(
156)。
The central processing unit then sends a "01 rotation" command to the processor (154) and waits for this command to be executed (
156).

θ回転が、望ましくは17ステツプなされたら、上記し
たM、M、のデータ集積の手順が繰返される。そしてホ
ームポジションから01ずれた位置のウェハの中心線ま
での距離を表わすこれらデータは中央演算処理装置のR
AM内の第3のデータテーブルM3に格納される(15
8)。
Once the .theta. rotation has been completed, preferably 17 steps, the procedure for data acquisition of M, M, described above is repeated. These data representing the distance to the center line of the wafer at a position shifted by 01 from the home position are stored in the R of the central processing unit.
Stored in the third data table M3 in AM (15
8).

更に中央演算処理装置は上記と同様な操作により上記R
AM内の第4のデータテーブルM4にデータを格納する
(160,162,164)、この時の8駆動装置のホ
ームポジョンからのずれは23ステツプが望ましい。
Furthermore, the central processing unit performs the same operation as above.
The data is stored in the fourth data table M4 in AM (160, 162, 164). At this time, the deviation from the home position of the 8 drive units is preferably 23 steps.

そして中央演算処理装置はウェハ自体の測定成分からX
方向に関する誤差を分離する(166)。
The central processing unit then uses the measured components of the wafer itself to
Separate directional errors (166).

これは上式(1)〜(4)をソフト的に実行することに
より行なう、またθ方向の誤差分離を上式(5)〜(1
5)を実行することにより行なう(168)、これら誤
差はメモリに記憶される。
This is done by executing the above equations (1) to (4) using software, and the error separation in the θ direction is performed using the above equations (5) to (1).
5) (168), these errors are stored in memory.

中央演算処理装置はx、θ誤差成分を除去し。The central processing unit removes the x and θ error components.

ウェハ自体の測定値のみを残す(170)、このデータ
に処理を加えてウェハのバラ/ワーブの値を得る(17
2)、ワープの算出は代表的には下式をコンピュータで
実行することにより得られる。
Only the measured values of the wafer itself are left (170), and this data is processed to obtain the wafer rose/warb values (17).
2) The warp calculation is typically obtained by executing the following formula on a computer.

ワープ(x、θ)=M1(x、θ)−(Me(x、θ)
十W、(x、θ)) 第9図はバラ/ワープ測定のシーケンスを示すフローチ
ャートである。バラ/ワープ測定装置に順次送られてく
るウェハは最初にM、(x、θ)データを測定され、上
記手順で既に得られているX較正値M c (X 、θ
)とθ較正値W、(x、θ)により補償される(184
)、補償後のデータは、バラ/ワーププロフィール値を
高精度で表おす。
Warp (x, θ) = M1 (x, θ) - (Me (x, θ)
10 W, (x, θ)) FIG. 9 is a flowchart showing the sequence of rose/warp measurement. The wafers sequentially sent to the rose/warp measuring device are first measured for M, (x, θ) data, and the X calibration value M c (X, θ) already obtained in the above procedure is used.
) and θ calibration value W, (x, θ) (184
), the compensated data represents the rose/warp profile values with high accuracy.

本発明は上記以外に当業者であれば種々の態様が可能で
ある。
The present invention can be modified in various ways other than those described above by those skilled in the art.

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、装置の機械的な非
反復誤差を有効に補償できる。そのため、対象物の測定
精度を大幅に向上することが可能になる効果がある。
<Effects of the Invention> As explained above, according to the present invention, mechanical non-repetitive errors of the device can be effectively compensated. Therefore, there is an effect that the measurement accuracy of the target object can be significantly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の測定装置及び補償システムの好適な実
施例を示す図面、第2図はバラ/ワープ装置の一例を示
すブロック図、第3図は本発明をバラ/ワープ装置に適
用した一実施例を示すブロック図、第4図はバラ/ワー
ブ装置のプロセッサの動作を示すフローチャート図、第
5図は機械的な誤差の発生を説明する測定装置の概略図
、第6a図乃至第6d図はウェハ上の測定点に対応した
メモリダイアグラムを示す概略図、第7図は本発明によ
るバラ/ワープ測定の一実施例のフローチャ−ト図、第
8図はウェハ上の測定点の説明図、第9図は較正後の通
常の測定手順のフローチャート図である。 10ニジステム、12:真空チャック、14:ウェファ
、16:センサ、18:第1プローブ、20:第2プロ
ーブ、22:測定ヘッド、24:支持体、26:リファ
レンスプローブ、28:リファレンス、3o:電子回路
、32:リニアライザ。 34:リニアライザ、36:リニアライザ、38:アナ
ログ加算器、4o:ミキシングエレメント、42 : 
A/Dコンバータ、44:xθ2アッセンブリ、46:
プロセッサ、48:データ/アドレスバス、50:ラッ
チドライバ、52 : RAM。 54 : PROM、56 :中央制御プロセッサ、5
8 : IEEE488バス、60 : IEEE48
8インターフェース。
Fig. 1 is a drawing showing a preferred embodiment of the measuring device and compensation system of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing an example of a rose/warp device, and Fig. 3 is a drawing showing a preferred embodiment of the measuring device and compensation system of the present invention. A block diagram showing one embodiment; FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the processor of the rose/warb device; FIG. 5 is a schematic diagram of the measuring device illustrating the occurrence of mechanical errors; FIGS. 6a to 6d. The figure is a schematic diagram showing a memory diagram corresponding to measurement points on a wafer, FIG. 7 is a flowchart of an embodiment of rose/warp measurement according to the present invention, and FIG. 8 is an explanatory diagram of measurement points on a wafer. , FIG. 9 is a flowchart of the normal measurement procedure after calibration. 10 system, 12: vacuum chuck, 14: wafer, 16: sensor, 18: first probe, 20: second probe, 22: measurement head, 24: support, 26: reference probe, 28: reference, 3o: electron Circuit, 32: Linearizer. 34: Linearizer, 36: Linearizer, 38: Analog adder, 4o: Mixing element, 42:
A/D converter, 44: xθ2 assembly, 46:
processor, 48: data/address bus, 50: latch driver, 52: RAM. 54: PROM, 56: Central control processor, 5
8: IEEE488 bus, 60: IEEE48
8 interface.

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)所定の動作範囲を有し、測定される標本が離脱可
能に装着される可動保持装置と; 該可動保持装置と共に動く保持位置手段と;該可動保持
装置から離れ且つその動作範囲内にある第1センサを備
え、 該第1センサは標本が前記可動保持装置により該第1セ
ンサに対して動くのに従って標本の特性の測定信号を出
力するためのものである、 手段と; 前記第1センサと固定関係にあり、前記可動保持装置か
ら離れ且つその動作範囲内にある第2センサを備え、 該第2センサは前記可動保持装置が標本を第1センサに
対して動かすことにより前記保持位置手段が第2センサ
に対して動くのに従って、可動保持装置の理想位置から
の偏差を示す誤差信号を提供するためのものである、 手段と; 測定信号から誤差信号を除去し、可動保持装置の理想位
置からの偏差を補償された出力信号を提供する手段と: を有する非測定標本保持装置の誤差補償装置。
(1) A movable holding device having a predetermined range of motion and on which a specimen to be measured is removably mounted; Holding position means that moves together with the movable holding device; A movable holding device that is remote from and within the range of motion of the movable holding device; a first sensor, the first sensor being for outputting a measurement signal of a characteristic of a specimen as the specimen is moved relative to the first sensor by the movable holding device; and; a second sensor in fixed relationship with the sensor and spaced from and within a range of motion of the movable holding device, the second sensor moving the specimen relative to the first sensor so that the second sensor is moved to the holding position by the movable holding device moving the specimen relative to the first sensor; means for providing an error signal indicative of a deviation from an ideal position of the movable holding device as the means moves relative to the second sensor; and; means for removing the error signal from the measurement signal; An error compensator for a non-measurement sample holding device having: means for providing an output signal compensated for deviations from ideal position;
(2)可動保持装置が標本を離脱可能に装着する真空チ
ャックを備えたx、θ及びz方向に可動な装置である特
許請求の範囲第1項に記載の非測定標本保持装置の誤差
補償装置。
(2) An error compensation device for a non-measurement specimen holding device according to claim 1, wherein the movable holding device is a device movable in the x, θ, and z directions, and is equipped with a vacuum chuck that removably attaches the specimen. .
(3)保持位置手段がx、θ及びz方向に可動な装置に
固定された特許請求の範囲第2項に記載の非測定標本保
持装置の誤差補償装置。
(3) An error compensation device for a non-measurement sample holding device according to claim 2, wherein the holding position means is fixed to a device movable in the x, θ, and z directions.
(4)保持位置手段がx、θ方向の動きのために前記真
空チャックに装着されたディスクである特許請求の範囲
第3項に記載の非測定標本保持装置の誤差補償装置。
(4) An error compensation device for a non-measurement sample holding device according to claim 3, wherein the holding position means is a disk mounted on the vacuum chuck for movement in the x and θ directions.
(5)保持位置手段がx方向の動きのために前記真空チ
ャックに装着されたバーである特許請求の範囲第3項に
記載の非測定標本保持装置の誤差補償装置。
(5) An error compensation device for a non-measurement sample holding device according to claim 3, wherein the holding position means is a bar mounted on the vacuum chuck for movement in the x direction.
(6)第1と第2のセンサが容量型センサを有する特許
請求の範囲第1項に記載の非測定標本保持装置の誤差補
償装置。
(6) An error compensation device for a non-measurement sample holding device according to claim 1, wherein the first and second sensors are capacitive sensors.
(7)センサ支持体を有し、前記第1と第2のセンサが
該センサ支持体に装着された特許請求の範囲第6項に記
載の非測定標本保持装置の誤差補償装置。
(7) The error compensating device for a non-measurement sample holding device according to claim 6, comprising a sensor support, and the first and second sensors are mounted on the sensor support.
(8)センサと; 保持装置と; 該センサと保持装置とを相対的に動かし、 それから1又は1以上の標本の特性を決定可能な標本の
センサ測定信号を提供し、 しかし該信号は非理想的な保持位置に起因し、該センサ
出力を汚す誤差を受け、これによりセンサ測定信号の精
度を低下させる。 手段と; 前記保持装置の理想位置を表わす参照手段と;前記保持
装置の理想位置からの前記参照手段に関しての偏差を測
定する手段と; 測定信号の理想からの偏差を補償し、 そこから1又は1以上の標本の特性を高精度で決定でき
る出力信号を提供する手段と; を有する非反復誤差を補償する標本測定装置。
(8) a sensor; a holding device; moving the sensor and holding device relative to each other and providing a sensor measurement signal of the specimen from which one or more properties of the specimen can be determined, but the signal is non-ideal; Due to the specific holding position, the sensor is subject to errors that contaminate the sensor output, thereby reducing the accuracy of the sensor measurement signal. means; reference means representative of the ideal position of the holding device; means for measuring deviations with respect to the reference means from the ideal position of the holding device; compensating for deviations from the ideal of the measurement signal; A sample measurement apparatus for compensating for non-repeatable errors, comprising: means for providing an output signal that allows characteristics of one or more samples to be determined with high accuracy;
(9)保持装置が前記センサに対して可動である特許請
求の範囲第8項に記載の非反復誤差を補償する標本測定
装置。
(9) A sample measuring device for compensating for non-repeatable errors as claimed in claim 8, wherein the holding device is movable relative to the sensor.
(10)保持装置がx、θ、z方向可動な真空チャック
を有する特許請求の範囲第9項に記載の非反復誤差を補
償する標本測定装置。
(10) A sample measuring device for compensating for non-repetitive errors according to claim 9, wherein the holding device includes a vacuum chuck movable in x, θ, and z directions.
(11)非理想的な保持位置に起因する誤差が瞬間的で
自然的な保持装置の位置偏差であり、これが標本を本来
目指す空間的位置からずらすように働き、これによりセ
ンサエレメントにより得られる測定データに誤差が導入
される特許請求の範囲第10項に記載の非反復誤差を補
償する標本測定装置。
(11) Errors due to non-ideal holding positions are instantaneous and natural positional deviations of the holding device, which act to shift the specimen from its originally intended spatial position, thereby resulting in the measurement obtained by the sensor element. 11. A sample measuring device for compensating for non-repeatable errors as claimed in claim 10, wherein errors are introduced into the data.
(12)前記参照手段が、可動保持装置と共に動くため
に装着され理想位置を規定するディスクを含む特許請求
の範囲第11項に記載の非反復誤差を補償する標本測定
装置。
12. A sample measuring device for compensating for non-repeatable errors as claimed in claim 11, wherein said reference means includes a disk mounted for movement with a movable holding device to define an ideal position.
(13)前記参照手段が、可動保持装置と共にx方向に
動くために装着され理想、位置を規定するバーと、該バ
ーとの相対距離を測定するセンサとを含む特許請求の範
囲第11項に記載の非反復誤差を補償する標本測定装置
(13) According to claim 11, the reference means includes a bar mounted to move in the x direction together with the movable holding device and defining an ideal position, and a sensor for measuring a relative distance to the bar. A sample measuring device that compensates for non-repeatable errors as described.
(14)前記補償手段が、参照手段がその理想位置から
離れ又それが連結するセンサエレメントにより測定され
るにつれて変化する補償信号を創出するための電子回路
手段を含む特許請求の範囲第11項に記載の非反復誤差
を補償する標本測定装置。
(14) The compensation means includes electronic circuit means for creating a compensation signal that changes as the reference means moves away from its ideal position and is measured by the sensor element to which it is associated. A sample measuring device that compensates for non-repeatable errors as described.
(15)プローブの近接による感応により測定データが
得られる対象物を制御して動かす装置の位置異常により
もたらされる測定データの汚れを補償する方法であって
: 逐次対象物とプローブの異なる点を感応近接範囲に位置
させることにより測定データを得るために装置をプロー
ブに関して動かし; 対象物とプローブの異なる点が逐次感応近接範囲に位置
するのに従って装置位置の基準位置からの離間を測定し
; 測定データから測定された位置の離間を除去する; 測定データの汚れ補償方法。
(15) A method for compensating for contamination of measurement data caused by an abnormal position of a device that controls and moves an object, the measurement data of which is obtained by sensing the proximity of a probe, comprising: sequentially sensing different points between the object and the probe. moving the device relative to the probe to obtain measurement data by positioning it in the close range; measuring the distance of the device position from the reference position as different points of the object and the probe are successively located in the sensitive proximity range; measuring data; Remove the distance of the measured position from; a method for compensating for contamination of the measured data.
(16)測定データからの測定された位置の離間の除去
をリアルタイムで行う特許請求の範囲第15項に記載の
測定データの汚れ補償方法。
(16) The measurement data contamination compensation method according to claim 15, wherein the distance between the measured positions is removed from the measurement data in real time.
(17)データプローブにより得られる測定データを汚
す保持装置の位置異常を補償する装置であって: 保持装置をプローブに対して動かし、保持装置に装着さ
れた測定対象物の異なる点を逐次プローブの感応近接位
置に位置させることにより測定データを得るための手段
と; 対象物とプローブの異なる点が逐次感応近接位置に位置
されるのに応じて、保持装置位置の基準位置からの離間
を測定するための手段と; 測定された位置の離間を測定データから除去するための
手段と; を備えた補償装置。
(17) A device for compensating for positional abnormalities of a holding device that contaminate measurement data obtained by a data probe, the holding device being moved relative to the probe, and different points of the measurement object attached to the holding device being sequentially touched by the probe. means for obtaining measurement data by positioning the object in the sensitive proximity position; measuring the distance of the holding device position from the reference position as different points of the object and the probe are successively positioned in the sensitive proximity position; A compensating device comprising: means for; and means for removing the measured position separation from the measurement data.
(18)測定データからの測定された位置の離間の除去
するための手段がリアルタイムで稼働する特許請求の範
囲第17項に記載の補償装置。
(18) A compensation device according to claim 17, wherein the means for removing the distance of the measured position from the measurement data operates in real time.
(19)離間を測定するための手段が、保持装置に共に
動くために装着された参照基準と、データプローブと固
定関係にある参照基準プローブとを有する特許請求の範
囲第17項に記載の補償装置。
(19) Compensation according to claim 17, wherein the means for measuring the separation comprises a reference standard mounted for movement together on the holding device and a reference standard probe in fixed relationship with the data probe. Device.
(20)プローブに対してx、θ、z方向に可動な対象
物受け装置を伴う対象物のデータであり、対象物受け装
置の本来の機械的精度に対して得られるより優れた精度
を有する測定データを提供する装置であって; 対象物の複数位置の測定データを提供するためのセンサ
ヘッドを備え、 該対象物が該センサヘッド内を動く、 プローブと; 対象物を載置し、対象物の複数位置をプローブのセンサ
ヘッド内を制御して動かすためのx、θ、z方向可動な
対象物受け装置と; 前記x、θ、z方向可動な対象物受け装置と前記プロー
ブとに連結し、 前記x、θ、z方向可動な対象物受け装置の動作を制御
して、該対象物受け装置に載置された対象物の異なる位
置をセンサヘッド内において、該対象物受け装置の測定
サイクルから測定サイクルを繰り返して測定データを得
る動作シークエンス内で動かすための、 サイクル的に稼働する手段と; 前記サイクル的に稼働する手段に連結し、 x、θ、z装置の理想的保持位置からの反復位置偏差に
起因する測定データの誤差を補償する、ための手段と; 前記サイクル的に稼働する手段に連結し、 前記x、θ、z装置の理想的保持位置からの非反復位置
偏差に起因する測定データの誤差を補償するための第1
の手段と協働する、 手段と; を備えた装置。
(20) Data of an object with an object receiver movable in the x, θ, and z directions with respect to the probe, with better accuracy than can be obtained relative to the inherent mechanical accuracy of the object receiver. An apparatus for providing measurement data, comprising: a sensor head for providing measurement data at multiple positions of an object; the object moves within the sensor head; a probe; an object receiving device movable in the x, θ, and z directions for controlling and moving multiple positions of an object within the sensor head of the probe; coupled to the probe and the object receiving device movable in the x, θ, and z directions; and controlling the operation of the object receiving device movable in the x, θ, and z directions to measure different positions of the object placed on the object receiving device within the sensor head. cyclically operating means for moving in a sequence of motion repeating the measurement cycle to obtain measurement data; coupled to said cyclically operating means for moving the x, θ, z device from an ideal holding position; means for compensating for errors in measured data due to repetitive positional deviations of the device; coupled to said cyclically operated means; The first to compensate for errors in the measurement data caused by
an apparatus comprising means and; cooperating with the means of;
(21)前記測定データの非反復位置偏差を補償する手
段が; x、θ、z方向可動な保持装置に共に動くように装着さ
れ、基準位置を規定するリフアレンスと;x、θ、z方
向可動な保持装置の実際の位置の基準位置からの偏差を
表わす誤差データを提供するためのプローブと; を有する特許請求の範囲第20項に記載の装置。
(21) Means for compensating for non-repetitive positional deviations of the measurement data are; mounted movably on a holding device movable in x, θ, and z directions; and a reference defining a reference position; 21. The apparatus of claim 20, further comprising: a probe for providing error data representative of the deviation of the actual position of the holding device from a reference position.
(22)測定データの非反復位置偏差を補償する手段が
リアルタイムで稼働な特許請求の範囲第21項に記載の
装置。
(22) The device according to claim 21, wherein the means for compensating non-repetitive position deviations of the measurement data operates in real time.
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